钢渣尾泥制备超高性能混凝土

采用机械活化与多固废协同反应技术,利用钢渣尾泥的胶凝性质与细集料特性,协同其他工业固废制备超高性能混凝土(简称UHPC),实现钢渣尾泥的高掺量、高附加值利用。探讨了钢渣尾泥掺量、矿渣与石膏质量比、单方用水量、养护温度等对超高性能混凝土强度性能的影响。结果表明,在钢渣尾泥掺量60%、矿渣和脱硫石膏的质量比4、单方用水量210 kg、养护温度50℃、钢纤维体积掺量5%时,UHPC试块28 d抗压强度可达140 MPa以上,抗折强度可达35 MPa以上。借助X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重-差热分析(TG-DSC)测试方法,研究了钢渣尾泥-矿渣-脱硫石膏体系的水化硬化特性,随着反应的不断进行,水化产物钙矾石和C-S-H凝胶强度物质的生成数量不断增长。

湿选钢渣尾泥的机械活化及其在混凝土中的应用

为实现湿选钢渣尾泥的大规模资源化利用,通过机械活化方法制备钢渣尾泥复合胶凝材料,以铁尾矿和废石为骨料制备C40混凝土,并研究钢渣尾泥复合胶凝材料对混凝土性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫面电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等微观测试手段分析钢渣尾泥复合胶凝材料的水化机理。结果表明:钢渣尾泥比表面积为490 m^(2)/kg时,胶凝材料中钢渣尾泥掺量30%、矿渣55%、脱硫石膏15%条件下,C40混凝土的28 d抗压强度可达42.16 MPa,满足混凝土强度设计要求。复合胶凝材料的水化产物主要为AFt和C-S-H凝胶,随着水化龄期的增加,C-S-H凝胶大量生成并与AFt晶体紧密交织,保证了混凝土的强度增长。

钢渣尾泥制备改性粘结剂的研究

通过研究不同活化剂对改性粘结剂的活化效果,选取最佳配比。按照莱钢配比进行造球试验,球团质量差别不大。红外光谱分析表明,该改性添加剂与膨润土相类似,可以用作铁矿球团的造球粘结剂。

钢渣尾泥和电炉渣中磷的赋存状态EPMA分析

高磷钢渣中磷的存在状态非常复杂,导致其作为混凝土掺合料时对水泥的水化过程和水化产物的影响都较为复杂。主要利用电子探针X射线显微分析仪(EPMA)对钢渣尾泥和电炉渣中磷的赋存状态进行了深入研究,为钢渣尾泥和电炉渣在建筑胶凝材料中的大掺量利用及其中磷元素的有效控制提供理论指导。研究表明:钢渣尾泥和电炉渣的主要矿物组成为硅酸二钙(Ca_2SiO_4)、硅酸三钙(Ca_3SiO_5)、氢氧化钙(Ca(OH)_2)、方解石(CaCO_3)、氧化亚铁(FeO)和RO相(MgO、FeO和MnO的固溶体),钢渣尾泥中还含有水化硅酸钙(C-S-H凝胶);钢渣尾泥和电炉渣中P_2O_5的含量分别为1.741%和1.834%;钢渣尾泥和电炉渣中磷主要以固溶体的形式富集于硅酸二钙(Ca_2SiO_4)和硅酸三钙(Ca_3SiO_5)等硅酸盐物相中,P_2O_5的含量为3.195%~7.513%。

钢渣尾泥-矿渣-脱硫石膏三元体系水化硬化特性

为促进大宗化利用钢渣尾泥,以河北迁安的钢渣尾泥为研究对象,借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重-差热分析(TG-DTA)测试方法,研究了钢渣尾泥在矿渣-脱硫石膏体系中的水化硬化特性。研究表明,经机械粉磨后的钢渣尾泥仍表现出较好的水硬胶凝特性,与普通钢渣-矿渣-脱硫石膏体系相比具有早期强度高的优势,其水化产物主要为钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶。在水化反应过程中:钢渣尾泥为体系提供碱性环境,促使矿渣中玻璃体解离;矿渣水化不断消耗羟基,进一步促进了钢渣尾泥的水化;脱硫石膏为体系提供大量的Ca^(2+)和SO_(4)^(2-),这些离子与体系中的凝胶反应生成AFt。三者相互渗透协同反应推动了水化反应持续进行。

湿选钢渣尾泥制备充填胶凝材料试验研究

钢渣尾泥是转炉钢渣经过湿磨磁选后排出的二次废渣,堆存量大且难以实现大规模资源化利用。以钢渣尾泥为主要原料,协同其他工业固废制备胶凝材料可用于矿山充填。本文开展了钢渣尾泥基充填胶凝材料配合比正交试验、充填材料力学性能测试,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等多种微观测试手段对钢渣尾泥基胶凝材料的水化机理进行分析。结果表明,钢渣尾泥掺量为55%(质量分数,下同),矿渣掺量为30%,脱硫石膏掺量为15%,胶砂质量比为1∶4,料浆浓度为72%时,所制备的充填材料28 d抗压强度可达4.78 MPa,满足矿山充填材料性能的要求。钢渣尾泥基胶凝材料的水化产物主要为C-S-H凝胶和钙矾石,以及少量的Ca(OH)2,体系内水化产物C-S-H凝胶和钙矾石晶体的数量随着水化龄期的增加而明显增长。

钢渣尾泥配制胶结材的试验研究

分析了钢渣尾泥的化学成分性能及颗粒组成,运用X射线衍射、扫描电镜、水化热等测试手段,对钢渣尾泥与矿渣微粉组成胶结材的水化机理和微观结构进行了分析,并对胶结材的显微硬度和力学性能作了检测。

转炉钢渣球磨尾泥粉作混凝土掺合料的研究

钢渣尾泥是转炉钢渣经湿法球磨、磁选处理后的副产品,其水硬胶凝活性较低。介绍了转炉钢渣球磨尾泥经活化处理后,其水硬胶凝活性明显改善,能生产高性能混凝土,在拓宽钢渣尾泥综合利用途径的同时,实现钢渣综合利用经济效益和环保效益的最大化。

转炉钢渣球磨尾泥活化技术的实验研究

钢渣尾泥是转炉钢渣经湿法球磨、磁选处理后的副产品,其水硬胶凝活性较低。本文介绍了物理和化学活化技术对钢渣尾泥的活化研究,实验结果表明,物理活化法可以显著改善钢渣尾泥的活性,石膏类激发剂对球磨钢渣尾泥化学活化效果较好,烧石膏掺入4%,或者天然石膏掺入5%时,尾泥粉的活性均能达到一级微粉的国标要求。钢渣尾泥粉和钢渣尾渣粉存在互补性,将二者进行复合配比配制钢渣水泥时,尾渣粉可以提高钢渣水泥的力学强度,而尾泥粉则可以改善钢渣水泥的体积安定性。

电炉氧化钢渣全组分高效利用的试验研究

提出一种电炉氧化渣资源化利用的新方法并进行了试验研究,即首先对钢渣中铁质金属组分进行磁选回收,然后将剩余尾泥采用3种石膏分别活化处理后用于生产钢渣硅酸盐水泥。结果表明,回收的渣铁粉折合品位为69%,回收率为50.51%,产率为25%;延长电炉氧化钢渣粉磨时间,使钢渣解离度增大,不利于弱磁性矿物的选出,降低了铁质资源的回收率;增加磁选管磁感应强度,可提高弱磁性矿物的选出率,对提高钢渣中铁质资源回收率效果显著;加入适量的石膏类激发剂能够对钢渣尾泥进行化学活化,其中半水石膏的活化效果最佳;活化后的钢渣尾泥可以达到一级钢渣微粉的国标要求,掺入30%尾泥粉的钢渣硅酸盐水泥的各龄期力学性能均达到42.5强度等级的国标要求。

几种工业废渣在矿渣粉生产中的应用

介绍了矿渣、锰硅合金渣、钢渣及钢渣球磨尾泥的化学及活性情况,并对其进行7 d活性指数试验。目前,成熟添加技术的有锰硅合金渣及钢渣球磨尾泥,其掺入需在矿渣质量系数不低于1.80的前提下,与矿渣共同入磨进行矿渣粉生产。为保证矿渣粉7 d活性指数合格并稳定,钢渣球磨尾泥的最大入磨掺入比例需控制在4.0%以内。